Clinica Ortopedica « G. Gaslini » dell'Università di Genova
Direttore : Prof. L. Giuntini
STUDIO BIOMECCANICO DELLA ANATOMIA FUNZIONALE
DELLA ARTICOLAZIONE COXO-FEMORALE
di
G. C. BERARDI
F. PICCHETTA
P. L. NAI FOVINO
L'indagine macroscopica ed in particolare lo studio dei rapporti
geometrici di posizione di un complesso articolare è di fondamentale
importanza appunto perché l'ortopedia rappresenta una disciplina
morfologica per eccellenza ( GIUNTINI e CAPECCHI) e lo studio della
forma riveste un interesse grandissimo dal punto di vista funzionale
e meccanico, per rilevare quei difetti di posizione che ne derivano,
quando siano oltrepassati i limiti della variabilità individuale.
La normale funzionalità meccanica dell'articolazione coxo-femorale è contenuta entro gli stretti limiti di una variabilità morfologica individuale, da determinati rapporti di orientamento dei segmenti ossei a cui è attribuita la duplice finalità del carico e della
deambulazione.
Lo studio ed il rilevamento delle caratteristiche matematiche e
geometriche di questi segmenti assume grande importanza sia per
quanto riguarda la diagnosi sia per quanto riguarda l'orientamento
terapeutico e prognostico delle lesioni della coxo-femorale. Infatti
gran parte delle condizioni morbose dell'anca sono imputabili ai paramorfismi ed ai dismorfismi dell'articolazione stessa che si traducono
in una alterazione dei loro normali rapporti matematici e geometrici,
per cui anche le misure terapeutiche devono concorrere a riportare
nei limiti della normalità i valori abnormi riscontrati, ogni qual volta ciò sia possibile.
Per questo motivo abbiamo voluto raccogliere sinteticamente,
tutti quei dati che ci potevano essere di aiuto sia nella diagnosi sia
nella terapia sia nel formulare un corretto giudizio prognostico.
Dal punto di vista strettamente anatomico, secondo TESTUT, « l'articolazione coxo-femorale o articolazione dell'anca è quella perfetta
enartrosi che riunisce il femore alla cintura pelvica e precisamente
Fig. 1-A - Articolazione coxo-femorale al taglio frontale. - 1) Epifisi cefalica femorale. - 2) Centro dell atesta femorale e dell'acetabolo. - 3) Fossa dell'acetabolo. 4) Parte acetabolare dell'osso cubico. - 5) Parte mediale inferiore della capsula dell'articolazione coxo-femorale. - 6) Piccolo trocantere. - 7) Fascie muscolari del muscolo meio-gluteo. - 8) Tetto del ciglio cotiloideo. - 9) Capsula dell'articolazione coxofemorale, parte superiore. - 10) Gran trocantere. - 11) Linea epifisaria. - 11) linea di
separazione fra testa e collo femorale.
Fig. 1-B - Anatomia radiografica dell'articolazione coxo-femorale. (disegno schematico). - 1) Tetto dell'acetabolo. - 2) Incisura lacuna laterale. - 3) Eminenza ileopettinea. - 4) Fossa acetabolare. - 5) Fovea capitis. - 6) Incisura dell'acetabolo e corno
anteriore del ciglio cotiloideo. Figura ad « U » o a lacrima.
Studio biomeccanico della anatomia funzionale ecc.
Fig. 1-C - Articolazione coxo-femorale dal punto di vista anatomo-geometrico. a) Asse del collo femorale. - b) Asse diafisario femorale. - c) Asse meccanico femorale. d) Linea terminale. - 1) Spina iliaca anteriore superiore. - 2) Spina iliaca anteriore
inferiore. - 3) Tetto del ciglio cotiloideo. - 4) Apice del gran trocantere. - 5) Cresta
intertrocanterica. - 6) Incisura lacunare laterale. - 7) Eminenza ileopettinea. - 8) Incisura dell'acetabolo. - 9) Forame otturatorio. - 10} Tubercolo pubico. - 11) Tubercolo
ischiato.
all'osso iliaco ». Le sue superfici articolari sono costituite dalla testa
femorale e dalla cavità cotiloide od acetabolo (Fig. 1-A, 1-B, 1-C).
Cavità cotiloide.
La cavità cotiloide o acetabolo è destinata a ricevere la testa del
femore e presenta la forma di uno sferoide cavo ed è limitata verso la faccia esterna dell'osso da un orlo circolare, più o meno assottigliato, che ha nome di ciglio cotiloideo. Questo è composto dall'ileo,
dal pube e dall'ischio ed è solcato per conseguenza da tre linee, che
risultano dalla saldatura di queste tre ossa fra di loro.
Il punto centrale della cavità acetabolare ha una profondità massima di 2,5 centimetri. Insieme al limbus accoglie anche la metà della testa femorale ed i capi articolari si assestano solo su di una superficie semilunare o a ferro di cavallo (Fig. 2).
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La concavità semilunare cotiloidea è maggiore della corrispondente convessità della testa femorale. La parte cartilaginea acetabolare si spinge oltre il ciglio del tetto cotiloideo per due o tre millimetri nel punto di maggior carico. La parte bassa della cavità acetabolare è riempita da tessuto adiposo per quattro-cinque centimetri
di lunghezza, due-tré centimetri di larghezza e tré-quattro millimetri di altezza. La fossa acetabolare permette un libero movimento del
legamento rotondo della testa femorale si da non incarcerarsi (STRASSER 1917, FICK 1911, LANZ-WACHSMUTH 1938).
Fig. 2 - Cavità del cotile vista lateralmente e dall'esterno. - 1) Diametro maggiore
della facies lunata. - 2) Facies lunata. - 3) Incisura dell'acetabolo presentante in basso
il legamento trasverso.
Secondo le ricerche di GIUNTINI (1951) il cotile presenta una antiversione del valore medio di 10,8° ed una inclinazione inferiore pari a 29,8°. La variabilità di questi valori è inoltre, secondo l'Autore,
direttamente proporzionale a quella dei valori della torsione femorale
(Fig. 3).
L'inclinazione della cavità cotiloidea è rappresentata secondo LANZ
(1949) da una linea tangente il ciglio cotiloideo ed il corno anteriore
del ciglio cotiloideo stesso (linea terminale di LANZ o piano di inclinazione acetabolare secondo GIUNTINI).
Questo piano forma con quello sagittale un angolo che si aggira
intorno ai 42°, con uno scarto secondo LANZ da 37° a 47°. Nel neonato
questo angolo ha un valore medio di 31° che raggiunge i 39° all'età
di 10 anni (Fig. 4).
Testa femorale.
La testa femorale corrisponde ai due terzi di una sfera il cui
centro coincide con quello della cavità acetabolare. Il suo diametro
Studio biomeccanico della anatomia funzionale ecc.
Fig. 3 - Angoli pelvici-femorali. - alfa = angolo di torsione femorale. - beta = angolo
bacino femorale. - gamma = angolo della direzione dell'asse di carico del bacino. a) Asse centrale del collo del femore. - b) Asse transcondiloideo femorale. - m) Asse
di carico del bacino.
Fig. 4 - Piano di inclinazione dell'acetabolo ed angoli da esso formati. - a) Linea
sagittale. - b) Linea tangente il tetto cotiloideo ed il corno anteriore inferiore dell'acetabolo linea terminale che determina il piano di inclinazione dell'acetabolo). alfa = angolo di incidenza dell'asse centrale del collo con la linea terminale che
assume un valore di 90° quando l'angolo in beta o angolo di inclinazione femorale ha
il valore di 126°. - gamma = angolo di inclinazione del bacino del valore medio di 42°.
G. C. BERARDI - F. PICCHETTA - P. L. NAI FOVINO
è pari nell'uomo a circa 2,6 centimetri e nella donna a 2,4 centimetri
(FICK 1911). La sua cartilagine di rivestimento è più spessa dove la
testa è sottoposta a maggior carico dove raggiunge uno spessore massimo da 1 a 3,7 millimetri. La linea epifisaria non è al limite fra
testa e collo femorale, ma attraversa la testa stessa. La testa femo-
Fig. 5 - Assi e linee di forza dell'estremo prossimale
del collo femorale. - b) Asse diafisario femorale. d) Linea di unione della testa al collo. - e) Linea
forze muscolari applicate al femore. - g) Risultante
al femore.
del femore. - a) Asse centrale
c) Asse meccanico femorale. epifisaria. - f) Risultante delle
delle forze di carico applicate
rale è, per la maggior parte, posta al di sopra di questa linea e per
una piccola parte, medialmente ed in basso, al di sotto a stretto contatto con quella porzione del collo femorale che forma la cosiddetta
spina diafisaria (HILGENREINER 1939).
La linea epifisaria della testa femorale è normale alla risultante
tra le linee di forza dei muscoli abduttori e la perpendicolare che si
stacca dal centro di gravita del corpo (linea di carico secondo PAWELS
1936). La linea epifisaria forma un angolo aperto in basso rispetto
al piano orizzontale di 16° considerando il femore in posizione fisiologica. Lo studio dei rapporti fra il limite inferiore della testa fe-
Studio biomeccanico della anatomìa funzionale ecc.
Fig. 6 - Rappresentazione geometrica dei valori angolari che gli assi, semirette e linee
di forza della figura precedente formano tra di loro e con i piani verticali e trasversali.
morale (Kopfbegrenzung degli Autori tedeschi) ed il piano orizzontale è stato eseguito da STRASSER e STEINDER (1955) considerando l'asse femorale in posizione perpendicolare. Secondo questi Autori si
tratterebbe di un angolo aperto verso il basso maggiore di 40°. Secondo noi si dovrebbe invece sempre considerare il femore orientato
nella direzione fisiologica che assume verso il piano tangente i condili.
Seguendo questo concetto si osserva che il valore di questo angolo
assume il valore da noi riportato. (Fig, 5, 6).
Collo femorale.
Il collo femorale incomincia filogeneticamente al piano superiore
della diafisi femorale, ed è compreso fra la linea di unione con la testa della cresta intetrocanterica misurando nell'adulto 35-40 milli-
Or. C. BERARDI - F. PICCHETTA - P. L. NAI FOVINO
Fig. 7-A - L'angolo di torsione o declinazione femorale alfa e tracciato dell'asse centrale
del collo femorale « a » e dall'asse transcondiloideo femorale « b » e da un valore medio
di 12° nell'adulto.
Fig. 7-B - Griglia coxo-femorale (rappresentazione grafica dei valori medi rispetto
all'età degli angoli di inclinazione e declinazione femorale).
Studio biomeccanico della anatomia funzionale ecc.
metri di lunghezza. Di grande interesse è l'angolo che l'asse del collo
forma con l'asse diafisario (angolo di inclinazione o angolo collo diafisario-C.D.). L'angolo C.D. è aperto medialmente con valore medio
di 125°-126° (CHARPY 1892, MIKULICZ 1878, LANGE e PITZEN 1921) i
cui valori estremi sono compresi secondo LANGE tra i 120° e i 133°.
Fig. 8 - Disegno schematico raffigurante « la costante di Genna » rappresentato dal
valore costante di 90° dell'angolo aperto tra l'asse centrale del collo « a » e l'asse
centrale di lunghezza del calcagno « c », mentre « b » rappresenta l'asse transcondiloideo femorale.
Esso raggiunge i 150° nel neonato riducendosi progressivamente a 133°
verso i 15 anni, per subire poi una ulteriore riduzione al termine
dell'accrescimento. L'angolo di inclinazione secondo LANZ (1949) e MAU
(1954) è l'espressione dell'equilibrio tra forze abduttrici ed adduttrici
mentre per PAWELS è determinato dall'orientamento della linea di
carico.
Nell'individuo normale il collo femorale presenta un certo grado
di antiversione rispetto all'asse passante attraverso i condili femorali. Il valore di questa antiversione si aggira intorno ai 12° (LANGE
e PITZEN 1921, GIUNTINI 1951, KINGSLEY OLMSTED 1948). Nel neonato
questo valore è più alto, intorno ai 31°, e valori più alti si possono
trovare nella lussazione congenita dell'anca mentre nella coxa vara
congenita e nelle epifisiolisi non è raro trovare valori negativi (Fig.
7-A, 7-B).
G.
C. BERARDI - F. PICCHETTA - P. L. NAI FOVINO
Sul piano frontale l'asse del collo femorale forma con la linea
terminale della cavità acetabolare un angolo di 90° quando siano normali il valore dell'angolo formato dalla linea terminale con il piano
sagittale (42°) ed il valore della inclinazione femorale (125°).
L'apertura di quest'angolo esprime all'incirca la zona di carico
della testa femorale e dell'acetabolo. L'asse del collo del femore for-
Fig. 9 - L'asse del gran trocantere « b » e l'asse centrale del collo femorale « a »
formano un angolo alfa del valore di 25°.
ma inoltre con l'asse di carico del bacino un angolo, detto angolo della direzione dell'asse di carico del bacino (angolo femoro-pelvico) che
corretto per il valore della inclinatio pelvis ( GIUNTINI e CAPECCHI)
tende costantemente nell'adulto ad essere retto (ortogonalità femoropelvica).
L'angolo femoro-pelvico è pure in rapporto con l'età e raggiunge
un valore medio di 60° nel bambino di 1 anno, di 75° a 6 anni, mentre
negli adulti questo valore si aggira intorno agli 80°.
L'asse di carico del bacino è un asse di movimento che unisce l'articolazione sacro-iliaca al centro del cotile per cui l'ortogonalità femoro-pelvica è in relazione complementare con l'ortogonalità femorocalcaneare (costante di GENNA) (Fig. 8).
Gran trocantere.
L'asse del gran trocantere forma con l'asse del collo femorale un
angolo aperto all'esterno di circa 25° mentre l'apice del gran trocantere nei reperti normali si trova alla stessa altezza del centro della
testa femorale (Fig. 9).
Studio biomeccanico della anatomia funzionale ecc.
Fig. 10-A - Gli assi femorali. - 1) Linea mediana o asse stereometrico femorale nel
piano frontale. - 2) Asse stereometrico nel piano sagittale. - 3) Asse diafìsario femorale
o asse anatomico.
Fig. 10-B - Disegno schematico dimostrante che il valore dell'angolo di inclinazione
femorale non varia in presenza od in assenza del gran trocantere.
G. C. BERARDI - F. PICCHETTA - P. L. NAI FOVINO
Fig. 11 - Oli assi del (emore in rapporto all'asse transcondiloideo. - a-a' = Verticale. b-b' = Linea di carico o asse meccanico dell'arto inferiore (congiungente il centro
della testa femorale con quello del ginocchio e quello del mortaio tibio-peroneale. c-c' = Asse diafisaria femorale.
Diafisi femorale.
La linea mediana o asse stereometrico di un osso tubolare, è tracciato dalla linea che congiunge i punti geometrici medi in proiezione
anteroposteriore (FICK 1911). L'asse stereometrico femorale non è
rettilineo, ma è curvo in avanti e lateralmente. Sotto il nome di asse
diafisario femorale o asse anatomico non si intende la vera e propria
linea dei punti medi dell'osso, ma una linea retta che cranialmente
e distalmente si sposta dalla linea dei punti medi e che è data dalla normale ai piani tracciati agli estremi del tubo diafisario passante
per il centro della diafisi (Fig. 10-A, 10-B).
Studio biomeccanico della anatomia funzionale ecc.
L'asse meccanico longitudinale dell'arto inferiore (PAWELS) o linea di carico (LANZ) è rappresentato dalla linea che abbassata dal centro della testa femorale passa per il centro del ginocchio ed il centro de] mortaio tibio-peroneale.
Il valore dell'angolo fra l'asse diafisario e l'asse meccanico ha
valori diversi individuali. Esso varia a seconda della posizione che
assume il ginocchio (valgo-varo) ed ha secondo MIKULICZ (1878),
FICZ (1911), LANZ (1949), PAWELS (1936) un valore differenziale che
si aggira intorno ai 5-7 gradi.
Nell'uomo in stazione eretta e con gli arti inferiori ravvicinati,
l'asse meccanico femorale non giace verticalmente ma è alquanto spostato verso la linea mediale in basso e all'esterno in alto.
Il piano transcondiloideo, che di norma è perpendicolare al piano verticale o sagittale, forme con l'asse diafisario femorale un angolo di 81" circa, mentre l'angolo formato con l'asse meccanico ha
un valore di 87". In questo modo il carico è uniformemente distribuito
sul piano tangente condili femorali (Fig. 11).
Riassunto
Gli Autori hanno voluto raccogliere sinteticamente attraverso un esame
della letteratura e l'esperienza personale, i dati anatomici matematici e geometrici che riguardano l'articolazione coxo-femorale.
Résumé
Les AA. présentent une synthèse derivée d'un examen de la litérature et
de l'expérience personnelle sur les données mathématiques et géométriques
concernant l'articulation coxo-fémorale.
Summary
The AA. basing upon a review of the litérature and on their personal
experience present the mathematical and geometrical anatomical data concerning the coxo-femoral articulation.
Zusammenfassung:
Auf Grund einer synthetischen Literaturübersicht und der persönlichen
Erfahrung bringen die Verff. die mathematischen und geometrischen anatomischen Angaben über das Coxo-femorale Gelenk.
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